本发明涉及一种吡唑类化合物的制备方法。
背景技术：
吡唑环类化合物因具有低毒、高效、结构多样性和广泛的生物活性，而迅速成为农药研究的热点。由于吡唑环上的取代基具有多方位的变化，作用机制新颖，因而具有广阔的发展前景。
目前吡唑环类化合物的制备方法主要有以下几种：
(1)专利pct2013167586、pct2012027710、pct2011139765、pct2009117080和pct2007043677等公开了采用三氟乙酰氯或三氟乙酸酐来制备4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮，然后再与肼或其盐反应得到吡唑环类化合物的方法。该方法原材料价格昂贵，生产成本高。
(2)专利pct2012019015、us20110189167和pct2008034008公开了采用4,4,4-三氟-3-羰基丁腈来制备吡唑环类化合物的方法。该方法反应活性不高，产品收率低。
(3)专利wo2002053518a2公开了采用1,3,3-三氯-4,4,4-三氟丁基正丁醚，乙酸，水合肼，对甲苯磺酸和水，控制温度低于60℃来制备吡唑环类化合物，收率仅为17％，且副产物多。
(4)europeanjournaloforganicchemistry,2012(36),7112-7119中公开了利用肼的化合物盐和4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮进行反应，制备吡唑环类化合物，但是该方法副产物多，产品纯度不高且收率低。
因此，本领域迫切需要一种吡唑化合物的制备方法，以解决上述技术难题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的吡唑环类化合物的制备方法中存在的原料价格昂贵、生产成本高、副产物多、目标化合物纯度不高、收率低以及不适用于工业化生产等的缺陷，而提供了一种吡唑类化合物的制备方法。本发明的制备方法原料廉价易得、生产成本低、反应条件温和、操作简单、目标化合物收率和纯度高、绿色环保，更适用于工业化生产。
本发明提供了一种如式(i)所示的吡唑类化合物的制备方法，其采用下列方法a或方法b制备：
所述的方法a包括下列步骤：溶剂中，将如式(ii-a)所示的化合物与如式(iii)所示的化合物进行如下所示的环合反应，制得如式(i)所示的化合物；
所述的方法b包括下列步骤：溶剂中，将如式(ii-b)所示的化合物与如式(iii)所示的化合物进行如下所示的环合反应，制得如式(i)所示的化合物；
其中，r1为氢、取代或未取代的c1-c4烷基、取代或未取代的c6-c20芳基，或取代或未取代的c2-c20杂芳基；r2为三氟甲基
r1中，所述的取代或未取代的c6-c20芳基较佳地为取代或未取代的c6-c14芳基。所述的取代或未取代的c6-c14芳基较佳地为取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基，或取代或未取代的蒽基。
r1中，所述的取代或未取代的c2-c20杂芳基较佳地为取代或未取代的c2-c6杂芳基。所述的取代或未取代的c2-c6杂芳基较佳地为取代或未取代的吡啶(例如
ra、r3和r4中，所述的取代或未取代的c1-c4烷基较佳地为取代或未取代的甲基、取代或未取代的乙基、取代或未取代的正丙基、取代或未取代的异丙基、取代或未取代的正丁基、取代或未取代的异丁基，或取代或未取代的叔丁基。
所述的卤素较佳地为f、cl、br或i。
方法a中，所述的如式(i)所示的化合物的制备方法较佳地包括下列步骤：将溶剂与如式(ii-a)的混合溶液，与如式(iii)所示的化合物混合，进行所述的环合反应；更佳地包括下列步骤：向溶剂与如式(ii-a)的混合溶液中，加入如式(iii)所示的化合物，进行所述的环合反应。其中，当如式(iii)所示的化合物为液体形式时，所述的加入的方式较佳地为滴加。所述的滴加的速度可不作具体限定，只要不影响反应进行即可。当如式(iii)所示的化合物为固体时，所述的加入方式较佳地为分批加入，或者将其与水和/或有机溶剂(可为本领域常规的有机溶剂，只要不影响上述环合反应进行，即可)混合，以如式(iii)所示的化合物溶液的形式滴加。其中，如式(iii)所示的化合物溶液的质量分数较佳地40％-85％，所述的百分比是指如式(iii)所示的化合物的质量与如式(iii)所示的化合物溶液总质量的百分比。在本 发明一较佳地实施例中，所述的如式(iii)所示的化合物溶液较佳地为如式iii所示的化合物水溶液(例如85％的水合肼水溶液或者40％的甲基肼水溶液)。
在本发明一较佳实施例中，当如式(iii)所示的化合物中，r1为氢时，较佳地以水合物(即水合肼)的形式参与反应。
方法a或方法b中，所述的溶剂可为本领域此类反应常规的溶剂，较佳地为有机溶剂与水的混合溶剂。所述的有机溶剂可为本领域此类反应常规的有机溶剂，较佳地为c1-c4的脂肪酸类溶剂、c1-c4的醇类溶剂、芳烃类溶剂、醚类溶剂和卤代烃类溶剂中的一种或多种，更佳地为c1-c4的脂肪酸类溶剂。所述的c1-c4的脂肪酸类溶剂较佳地为甲酸和/或乙酸。所述的c1-c4的醇类溶剂较佳地为甲醇和/或乙醇。所述的芳烃类溶剂较佳地为甲苯。所述的醚类溶剂较佳地四氢呋喃。所述的卤代烃类溶剂较佳地为二氯甲烷和/或二氯甲苯。所述的有机溶剂与水的混合溶剂中，所述的有机溶剂与水的体积比可不作具体限定，只要不影响反应进行，即可，较佳地，所述的有机溶剂与水的体积比为1:1-20:1，更佳地为1:1-15:1。所述的溶剂的用量可不作具体限定，只要不影响环合反应的进行即可，较佳地，如式(ii-a)或如式(ii-b)所示的化合物，与所述的溶剂的质量体积比为0.05g/ml-10g/ml，更佳地为0.1g/ml-0.5g/ml。
在本发明一较佳实施例中，所述的有机溶剂与水的混合溶剂中，水的用量还可以如式(ii-a)或如式(ii-b)所示的化合物的用量进行计量。所述的如式(ii-a)或如式(ii-b)所示的化合物，与水的摩尔比较佳地为1:5-1:20，更佳地为1:10-1:12。
方法a中，所述的如式(ii-a)所示的化合物与如式(iii)所示的化合物的摩尔比可为本领域此类反应常规的摩尔比，较佳地为1:2-1:5，更佳地为1:2.5-1:4.5(例如1:3.5)。
方法b中，所述的如式(ii-b)所示的化合物与如式(iii)所示的化合物的摩尔比可为本领域此类反应常规的摩尔比，较佳地为1:2-1:4，更佳地为 1:2.5-1:3.5(例如1:3)。
方法a或方法b中，所述的环合反应的温度可为有机合成领域此类反应常规的温度，较佳地为10℃-50℃，更佳地为10℃-30℃，最佳地为20-30℃。所述的环合反应的进程一般可采用本领域常规的检测方法进行监测(例如tlc、hplc或gc)，一般以如式(ii-a)或如式(ii-b)所示的化合物消失时作为反应的终点。所述的环合反应的时间可为本领域此类反应常规的时间，较佳地为1小时。
方法a或方法b中，所述的环合反应结束后，还可进一步包含后处理的操作。所述的后处理的操作可为本领域此类反应常规的后处理操作，较佳地包括下列步骤：将方法a或方法b中环合反应结束后的反应液，回收溶剂，剩余物经水洗、干燥后，重结晶，即可。所述的干燥和所述的重结晶的操作均为有机合成领域中常规的操作。其中，所述的重结晶的溶剂较佳地为石油醚。
方法a中，所述的如式(i)所示的化合物的制备方法，较佳地，还可进一步包括下列步骤：在催化剂或引发剂的存在下，将如式(v)所示的化合物与如式(iv)所示的化合物进行如下所示的自由基加成反应，制得所述的如式(ii-a)所示的化合物；
其中，r2、r3和r4的定义均同前所述。
所述的如式(ii-a)所示的化合物的制备方法较佳地包括下列步骤：无溶剂中，在催化剂或引发剂的存在下，将如式(v)所示的化合物与如式(iv)所示的化合物进行所述的自由基加成反应，制得所述的如式(ii-a)所示的化合物。其中，所述的引发剂较佳地为有机过氧类引发剂和/或偶氮类引发剂。所述的有机过氧类引发剂较佳地为过氧化苯甲酰。所述的偶氮类引发剂较佳地为偶氮二异丁腈。所述的催化剂可为本领域此类反应常规的催化剂，较佳 地为氧化亚铜和/或氯化亚铜。所述的引发剂的用量可为有机合成领域此类反应常规的用量，较佳地，所述的引发剂与如式(iv)所示的化合物的摩尔比为0.001:1-0.2:1，更佳地为0.001:1-0.05:1，最佳地为0.001:1-0.01:1。所述的催化剂的用量可为本领域此类反应常规的用量，较佳地，所述的催化剂与如式(iv)所示的化合物的摩尔比为0.002:1-0.2:1，更佳地为0.01:1-0.1:1。所述的如式(iv)所示的化合物与如式(v)所示的化合物的摩尔比较佳地为1:2-1:4，更佳地为1:2-1:2.5。所述的自由基加成反应的温度较佳地为50℃-90℃，更佳地为60℃-80℃。所述的自由基加成反应的进程一般可采用本领域常规的检测方法进行监测(例如tlc、hplc或gc)，一般以如式(iv)所示的化合物消失时作为反应的终点。所述的自由基加成反应的时间可为本领域此类反应常规的时间，较佳地为5-15小时，更佳地为8-10小时。
方法b中，所述的如式(i)所示的化合物的制备方法，较佳地，还可进一步包括下列步骤：将如式(ii-a)所示的化合物进行如下所示的消除反应，制得所述的如式(ii-b)所示的化合物，即可；
其中，r2、r3和r4的定义均同前所述。
所述的如式(ii-b)所示的化合物较佳地包括下列步骤：无溶剂中，将如式(ii-a)所示的化合物进行所述的消除反应，制得所述的如式(ii-b)所示的化合物，即可。其中，所述的消除反应的温度较佳地为50℃-110℃，更佳地为85℃-100℃。所述的消除反应的进程一般可采用本领域常规的检测方法进行监测(例如tlc、hplc或gc)，一般以如式(ii-a)所示的化合物消失时作为反应的终点。所述的消除反应的时间可为本领域此类反应常规的时间，较佳地为20-40小时，更佳地为30-40小时(例如36小时)。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明，室温是指20℃-30℃。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的制备方法原料廉价易得、生产成本低、反应条件温和、操作简单、目标化合物收率和纯度高、绿色环保，更适用于工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚的制备
在2.0l的三口烧瓶中，投入1362g(6.81mol)1,1,1-三氟-2,2.2-三氯乙烷，400ml乙烯基丁醚(ρ＝0.774g/ml，3.09mol)和3.7g(0.015mol)过氧化苯甲酰，将该混合物加热至回流(65℃)10h。然后蒸馏该混合物，低沸点的1,1,1-三氟-2,2.2-三氯乙烷可回收利用，然后再蒸馏得到810.8g2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚，纯度98％(hplc纯度)，收率95％。
实施例2
2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚的制备
在100ml的三口烧瓶中，投入41.2g(0.22mol)1,1,1-三氟-2,2.2-三氯乙烷，13.1ml乙烯基丁醚(ρ＝0.774g/ml，0.1mol)和0.5g(0.005mol)氯化亚铜，将该混合物加热至回流(75℃)10h。然后蒸馏该混合物，低沸点的1,1,1-三氟-2,2.2-三氯乙烷可回收利用，然后再蒸馏得到49.1g2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚，纯度98％(hplc纯度)，收率76％。
实施例3
2,4-二氯-1,1,1-三氟-2-烯丁基正丁醚的制备
将实施例2蒸馏得到的2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚49.1g加热至 95℃，保持该温度下36h，再次蒸馏得到42.8g纯度98％(hplc纯度)的2,4-二氯-1,1,1-三氟-2-烯丁基正丁醚，产率98％。
实施例4
3-(三氟甲基)-1-h-吡唑的制备
方法a、在29℃的恒温水浴锅中，向50ml的三口烧瓶中，投入7.2g(0.025mol)2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加5.5g85％的水合肼水溶液(其中，肼的摩尔数为0.093mol)，滴加时间为3分钟，然后保持室温下1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，然后用石油醚重结晶得到3.1g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为91％。
方法b、在29℃的恒温水浴锅中，向50ml的三口烧瓶中，投入6.28g(0.025mol)2,4-二氯-1,1,1-三氟-2-烯丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加3.68g85％的水合肼水溶液(0.063mol)，滴加时间为3分钟，然后保持室温下1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，然后用石油醚重结晶得到3.2g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为94％。
实施例5
1-甲基-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑的制备
方法a、在28℃的恒温水浴锅中，向50ml的三口烧瓶中，投入7.2g(0.025mol)2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g(5.4ml)水，在搅拌下缓慢滴加8.35g40％甲基肼水溶液(其中，甲基肼摩尔数为0.073mol)，滴加时间为5分钟，然后保持室温下1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，得到3.2g1-甲基-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为85％。
方法b、在28℃的恒温水浴锅中，向50ml的三口烧瓶中，投入6.28g(0.025mol)2,4-二氯-1,1,1-三氟-2-烯丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加8.35g40％的甲基肼水溶液(其中，甲 基肼摩尔数为0.073mol)，滴加时间为5分钟，然后保持室温下1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，得到3.35g1-甲基-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为89％。
实施例6
3-(三氟甲基)-1-h-吡唑的制备
方法a、20℃条件下，在50ml三口烧瓶中，投入7.2g(0.025mol)2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚，21.0g乙酸(20ml)和5g水(5ml)，在搅拌下缓慢滴加7.0g85％的水合肼溶液(0.12mol)，滴加时间为5分钟，然后保持室温下1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，然后用石油醚重结晶得到3.0g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为88％。
方法b、20℃条件下，在三口烧瓶中，投入6.28g(0.025mol)2,4-二氯-1,1,1-三氟-2-烯丁基正丁醚，21.0g乙酸(20ml)和5.0g水(5ml)，在搅拌下缓慢滴加4.69g85％的水合肼溶液(0.08mol)，滴加时间为5分钟，然后保持室温下1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，然后用石油醚重结晶得到3.3g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为97％。
实施例7
3-(三氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸甲酯的制备
方法a：在26℃的恒温水浴锅中，在三口烧瓶中，投入7.94g(0.025mol)2,4,4-三氯-2-乙氧基-5,5,5-三氟戊酸甲酯，18.4g乙醇(23.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加5.5g85％的水合肼溶液，滴加时间为3分钟，然后保持室温下1小时。通过蒸馏回收乙醇，剩余的产品经水洗，干燥，得到3.49g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸甲酯，产率为72％。
方法b：26℃条件下，在三口烧瓶中，投入7.03g(0.025mol)2,4-二氯-2-乙氧基-5,5,5-三氟-3-烯基-戊酸甲酯，18.4g乙醇(23.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加5.5g85％的水合肼溶液，滴加时间为3分钟，然后保持室温下1小时。通过蒸馏回收乙醇，剩余的产品经水洗，干燥，得到3.47g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸甲酯，产率为71.5％。
实施例8
1-苯基-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸甲酯的制备
方法a：在30℃的恒温水浴锅中，向100ml三口烧瓶中，投入7.94g(0.025mol)2,4,4-三氯-2-乙氧基-5,5,5-三氟戊酸甲酯，46.1g甲苯(53ml)和4.5g水(4.5ml)，在搅拌下缓慢滴加8.1g苯肼(0.075mol)，滴加时间为4分钟，然后保持1小时。通过蒸馏回收甲苯，剩余的产品经水洗，干燥，得到5.26g1-苯基-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸甲酯，产率为78％。
方法b：在30℃的恒温水浴锅中，向100ml三口烧瓶中，投入7.0g(0.025mol)2,4-二氯-2-乙氧基-5,5,5-三氟-3-烯基-戊酸甲酯，46.1g甲苯(53ml)和4.5g水(4.5ml)，在搅拌下缓慢滴加8.1g苯肼(0.075mol)，滴加时间为4分钟，然后保持1小时。通过蒸馏回收甲苯，剩余的产品经水洗，干燥，得到5.30g1-苯基-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸甲酯，产率为78.5％。
实施例9
1-甲基-3-(二氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸乙酯的制备
方法a：在27℃的恒温水浴锅中，向100ml三口烧瓶中，投入7.8g(0.025mol)2,4,4-三氯-2-丁氧基-5,5-二氟戊酸乙酯，21.2g二氯甲烷(16ml)和4.5g水(4.5ml)，在搅拌下缓慢滴加8.64g40％的甲基肼水溶液(0.075mol)，滴加时间为4分钟，然后保持1小时。通过蒸馏回收二氯甲烷，剩余的产品经水洗，干燥，得到4.08g1-甲基-3-(二氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸乙酯，产率为80％。
方法b：在27℃的恒温水浴锅中，向100ml三口烧瓶中，投入6.9g(0.025mol)2,4-二氯-2-丁氧基-5,5-二氟-3-烯基-戊酸乙酯，21.2g二氯甲烷(16ml)和4.5g水(4.5ml)，在搅拌下缓慢滴加8.64g40％的甲基肼水溶液(0.075mol)，滴加时间为4分钟，然后保持1小时。通过蒸馏回收二氯甲烷，剩余的产品经水洗，干燥，得到4.03g1-甲基-3-(二氟甲基)-1-h-吡唑-5-甲酸乙酯，产率为79％。
实施例10
3-(三氟甲基)-1-h-吡唑的制备
方法a、在10℃的夹套反应器中，向50ml的三口烧瓶中，投入7.2g(0.025mol)2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加5.5g85％的水合肼水溶液(0.093mol)，滴加时间为3分钟，然后保持10℃1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，然后用石油醚重结晶得到2.9g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为85％。
方法b、在10℃的夹套反应器中，向50ml的三口烧瓶中，投入6.28g(0.025mol)2,4-二氯-1,1,1-三-2-烯丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加3.68g85％的水合肼水溶液(0.062mol)，滴加时间为3分钟，然后保持10℃1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，然后用石油醚重结晶得到2.95g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为86％。
实施例11
3-(三氟甲基)-1-h-吡唑的制备
方法a、在50℃的恒温水浴锅中，向50ml的三口烧瓶中，投入7.2g(0.025mol)2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加5.5g85％的水合肼水溶液(0.093mol)，滴加时间为3分钟，然后保持50℃1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，然后用石油醚重结晶得到2.8g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为82％。
方法b、在50℃的恒温水浴锅中，向50ml的三口烧瓶中，投入6.28g(0.025mol)2,4-二氯-1,1,1-三-2-烯丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢滴加3.68g85％的水合肼水溶液(0.062mol)，滴加时间为3分钟，然后保持50℃1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，然后用石油醚重结晶得到2.9g3-(三氟甲基)-1-h-吡唑， 产率为85％。
实施例12
1-(3-氯-2吡啶基)-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑的制备
方法a、在20℃的恒温水浴锅中，向50ml的三口烧瓶中，投入7.2g(0.025mol)2,2,4-三氯-1,1,1-三氟丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢加入10.7g3-氯-2-肼基吡啶(0.075mol)，然后保持20℃1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，得到5.4g1-(3-氯-2吡啶基)-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为88％。
方法b、在20℃的恒温水浴锅中，向50ml的三口烧瓶中，投入6.28g(0.025mol)2,4-二氯-1,1,1-三-2-烯丁基正丁醚，15.0g乙酸(14.3ml)和5.4g水(5.4ml)，在搅拌下缓慢加入10.7g3-氯-2-肼基吡啶(0.075mol)，然后保持50℃1小时。通过蒸馏回收乙酸，剩余的产品经水洗，干燥，得到5.3g1-(3-氯-2吡啶基)-3-(三氟甲基)-1-h-吡唑，产率为86％。